[发明专利]一种高稳定性多功能白磷钙石型荧光粉的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种高稳定性多功能白磷钙石型荧光粉的制备方法及应用，化学式为(Ca_0.5Sr_0.5)_3‑yM_0.07(PO₄)₂:0.07Ce³⁺,yMn²⁺，y的取值为0,0.01,0.03,0.05,0.07,0.09,0.11，M为碱性金属。本发明具备良好的热稳定性和化学稳定性，实现550‑720nm红光、720‑900nm近红外光的光谱激发显色，颜色从紫色可调谐至红色，可被制成特定波长激发的防伪油墨，在防伪图案、手机快速响应二维码的印制、近红外生物应用和场致发射显示潜在的应用前景。

技术领域

本发明属于荧光粉制备技术领域，尤其涉及一种高稳定性多功能白磷钙石型荧光粉的制备方法及应用。

背景技术

人类对材料发光的认识始于天然矿物的发光。矿物发光材料可分为两类：一是天然矿物发光材料；二是具有矿物结构的人工合成发光材料。天然矿物中通常含有稀土猝灭剂离子，其发光性能受其成分和结构制约较大，所以发光性能普遍较差。但人工合成可对原料进行控制，能够获得性能优异的矿物发光材料，此类材料被广泛应用于发光二极管(light emitting diode，简称LED)中，比如磷灰石型、辉石型、白磷钙石型、钇铝石榴石型发光材料等。此类矿物材料广泛用于磷灰石型，辉石型，褐铁矿型，钇铝石榴石型发光材料等白光发光二极管(WLED)。基于矿物原型的黄色发光铝酸盐磷光体Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺已在WLED器件中商业化。不幸的是，现代商业荧光粉仍然存在一些公认的问题。例如，对于蓝筹和发黄光的磷光体的商业组合，发射光谱中缺少红色成分会导致较低的显色指数(Ra75)，较高的色温(CCT4500K)，能量损失(20％)，颜色重吸收以及可能损害视网膜和大脑的蓝光危害。这些无法接受的致命缺陷表明，红色荧光粉作为WLED的重要组成部分，仍有很大的改进空间，以实现健康，高效的照明水平。先前的许多工作都探索了使用红色荧光粉来改善WLED的照明质量。它包括使用最广泛的红色氮化物荧光粉CaAlSiN₃：Eu²⁺和Sr₂Si₅N₈：Eu²⁺。尽管这些荧光粉实现了高量子产率(IQE)，但苛刻的合成条件(高温和高压)和深红色发射限制了它们在暖白光生产中的大规模应用。而且，光谱重叠仍然是不可克服的阈值。到目前为止，由于蓝光下的IQE高，发红光的Mn⁴⁺掺杂的氟化物荧光粉已经引起了广泛的关注。然而，它们也有两个严重的缺点：低的热稳定性(TS)和使用大量的HF酸。因此，高质量红色荧光粉的开发仍然是一个挑战，迫切需要针对性的设计。

此外，毫无疑问，信息安全、健康保障和照明显示是当前社会的头等大事，探索如何将荧光粉的理论研究应用于荧光粉的应用是未来最关键的创新方向。尽管如此，目前对多功能应用程序开发的研究仍然很匮乏，但已有一些发明将荧光粉制成防伪油墨用于防伪印刷，但其被激发范围覆盖可见光区，或紫外激发范围较宽，以至于不能很好的体现防伪和保护信息安全的作用。因此，如果将本专利研制的具有良好化学稳定性和色彩稳定性的荧光粉制成防伪油墨，并运用于防伪图案和加密信息的印制，就可以实现只在特定波长(短波紫外光与近紫外)的激发。特别是，当前的COVID-19受快速信息安全技术与磷光体防伪油墨的结合，可以使查询健康状态和审核许可变得更加严格和快捷。

发明内容

本发明提供一种的高稳定性多功能白磷钙石型荧光粉的制备方法及应用。

本发明包括以下步骤：